[发明专利]一种光纤气泡的制作方法

说明书

技术领域

本发明属于光学传感技术领域，特别涉及了一种光纤气泡的制作方法。

背景技术

光纤传感技术就是利用光纤对比如参量振幅、相位、偏振态、波长等特定物理量敏感的特性，将外界物理量转换成可以直接测量的信号的技术。光纤传感技术是工程领域最为重要的传感技术之一，已经被广泛应用于机械、石化、建筑、高铁、桥梁、生物、医学、航天、航空、国防工业等领域。近年来，光纤布拉格光栅技术、法布里-珀罗光纤传感技术的进一步推动光纤传感技术的发展并拓展了应用范围。

基于光纤布拉格光栅的光纤传感技术已经得到了较为成熟的发展，目前已经应用于温度传感、应力传感、折射率传感以及液压传感。然而在光纤液压传感领域，基于光纤布拉格光栅的液压传感器灵敏度非常低，不能达到实用要求。近年来出现了基于光纤法布里-珀罗干涉原理的光纤传感器，可以应用到高灵敏度的液压传感。已报道的基于光纤法布里-珀罗干涉原理的光纤传感器主要是采用成本高昂的飞秒激光器等设备在光纤中引入空气孔结构形成光纤气泡，存在制作工艺复杂、制作成本较高等缺点。因此，发明一种基于低成本、制作工艺简单、能应用于液压传感的光纤气泡的方法具有重要意义。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提出了一种光纤气泡的制作方法。

本发明的方法包括以下步骤：

步骤(1)将经过切割的、长度为L(L大于等于10厘米)、外径为D(D介于100微米与500微米之间)、芯径为d(d介于50微米与400微米之间)的一段光纤的一端浸入氢氟酸溶液中；氢氟酸溶液被置于塑料瓶子中；在常温下，光纤在氢氟酸溶液中经过15至60分钟的腐蚀后取出；由于光纤的芯层含有掺杂物质，容易被氢氟酸溶液腐蚀，因此在氢氟酸溶液中经过15至60分钟的腐蚀后，光纤的一段形成一个芯层凹陷的结构，成为半成品光纤；

步骤(2)采用普通商用的光纤熔接机，对进过步骤(1)处理后的半成品光纤带芯层凹陷的一端进行放电熔接，放电的强度是正常情况下熔接两根光纤强度的1／5至1／2，放电的次数是2次或2次以上；对半成品光纤带芯层凹陷的一端进行第一次放电熔接，半成品光纤带芯层凹陷的一端由于高温融化闭合，由于芯层凹陷的存在，闭合后含有一个小气泡；对半成品光纤带芯层凹陷的一端进行第二次放电熔接，半成品光纤一端的小气泡将因为高温而膨胀，形成了一个直径较大的气泡，同时半成品光纤一端的外部表面也变的光滑，接近于球面，至此形成了可以应用于液压传感的光纤气泡；可以通过多次放电来控制气泡的大小。

本发明适用于光纤气泡制作，利用氢氟酸溶液腐蚀光纤芯层形成端面凹陷，用商用的光纤熔接机放电熔接光纤端面，形成光纤气泡结构，并通过多次放电熔接来控制光纤气泡大小。本发明制作的光纤气泡可应用于液压传感、温度传感、压力负载传感等领域。本发明具有低成本、制作工艺简单等优点。

附图说明

图1为本发明的制作步骤示意图；

图2为实施例中制作完成的光纤气泡结构图；

图3为实施例中制作完成的光纤气泡的特征光谱图。

具体实施方式

如图1所示，制作光纤气泡的装置包括经过切割的、长度为L等于10厘米、外径为D等于125微米、芯径为d等于65微米的一段光纤1、塑料瓶2、氢氟酸溶液3、光纤熔接机4。氢氟酸溶液3装在塑料瓶2中。

具体实现光纤气泡制作的方法包括以下步骤：

(1)将经过切割的、长度为L等于10厘米、外径为D等于125微米、芯径为d等于65微米的一段光纤1的一端浸入氢氟酸溶液3中；氢氟酸溶液3被置于塑料瓶2中；在常温下，光纤1在氢氟酸溶液3中经过30分钟的腐蚀后取出，光纤1的一段形成一个芯层凹陷的结构，成为半成品光纤5；

(2)采用普通商用的光纤熔接机4，对进过步骤(1)处理后的半成品光纤5带芯层凹陷的一端进行放电熔接，放电的强度是正常情况下熔接两根光纤强度的1／5，放电的次数是3次，形成了可以应用于液压传感的光纤气泡6，其特征在于光纤的一端形成了一个直径较大的气泡7，同时外部表面接近光滑的球面。最后形成的光纤气泡如图2所示，对应的特征光谱如图3所示。

本发明利用氢氟酸溶液腐蚀光纤芯层形成端面凹陷，用商用的光纤熔接机放电熔接光纤端面，形成光纤气泡结构，并通过多次放电熔接来控制光纤气泡大小。本发明制作的光纤气泡可应用于液压传感、温度传感、压力负载传感等领域。本发明具有低成本、制作工艺简单等优点。